軟件可靠性度量課件

2023/7/271§5.1引言5.1.1軟件可靠性工程及軟件可靠性軟件可靠性工程 應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)，處理在軟件開發(fā)過程中或（和）運(yùn)行期間所采集的失效數(shù)據(jù)，以便詳細(xì)說明并預(yù)計、估計和評價軟件的可靠性 研究內(nèi)容包括軟件可靠性的基本概念和定義、軟件可靠性指標(biāo)體系、可靠性建模、可靠性設(shè)計技術(shù)、測試技術(shù)和管理技術(shù)等2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/272軟件可靠性工程處理以下問題：確定某過程能否提供滿足可靠性要求的代碼為過程改進(jìn)提供度量預(yù)測軟件維護(hù)階段的失效率，確定軟件維護(hù)工作量幫助進(jìn)行安全性認(rèn)證確定交付軟件產(chǎn)品的時間或停止測試的時機(jī)估計下次故障的可能時間為軟件更新或升級，標(biāo)識需要重新設(shè)計的主要部件測定軟件的可靠性2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/273軟件可靠性可靠性是軟件的13個質(zhì)量因素中最關(guān)鍵、最重要的軟件可靠性是指在規(guī)定時間和條件下軟件無故障運(yùn)行的概率，是系統(tǒng)功能或軟件產(chǎn)品中存在的缺陷的函數(shù)軟件故障產(chǎn)生的原因是軟件缺陷，但缺陷并不一定導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，高缺陷率的軟件的可靠性不一定就差軟件失效意味著軟件運(yùn)行中斷或者無法完成所規(guī)定的任務(wù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/274幾個值得關(guān)注的問題：軟件的運(yùn)行環(huán)境：軟件可靠性與運(yùn)行環(huán)境密切相關(guān)軟件運(yùn)行的時間間隔：商業(yè)軟件需要較高的運(yùn)行時間間隔（較長的運(yùn)行壽命），而任務(wù)關(guān)鍵軟件則需要在短時間內(nèi)高效運(yùn)行軟件失效的時機(jī)是隨機(jī)的，與硬件失效類似不同于軟件的正確性，對于持續(xù)運(yùn)行的軟件其可靠性最終將歸于零（以失效結(jié)束）；但正確性是軟件的特定的某次運(yùn)行結(jié)果，要么為1，要么為02023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2755.1.2軟件的缺陷、故障和失效缺陷（Error，錯誤）：設(shè)計和構(gòu)造進(jìn)產(chǎn)品

總數(shù)是不可預(yù)知的，只能估計

缺陷分為已知和未知（新發(fā)現(xiàn)）的

缺陷分為已發(fā)現(xiàn)的和未發(fā)現(xiàn)的

已發(fā)現(xiàn)的缺陷包括已糾正的和未糾正的故障（Fault）：運(yùn)行結(jié)果錯誤

故障是缺陷的表現(xiàn)形式，是由存在的缺陷產(chǎn)生的

但缺陷并不一定導(dǎo)致故障，或者條件不具備，或者不會產(chǎn)生故障失效（Failure）：系統(tǒng)不能完成所需要的功能而失敗

失效是故障在軟件運(yùn)行時所產(chǎn)生的后果失效缺陷故障已糾正的缺陷2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/276軟件質(zhì)量度量與軟件過程有什么關(guān)系？2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/277失效故障面向用戶面向開發(fā)者軟件運(yùn)行偏離用戶需求程序執(zhí)行輸出錯誤結(jié)果可根據(jù)對用戶應(yīng)用的嚴(yán)重性等級分類可根據(jù)定位和排除故障的難度分類如，3次失效/1000CPU小時如，6個故障/1KLOC失效與故障的區(qū)別2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2785.1.3軟件失效軟件失效是隨機(jī)發(fā)生的描述失效的方法有三個：累計失效函數(shù)：即與某時間點(diǎn)相關(guān)的平均累計失效數(shù)失效率函數(shù)：用累計失效函數(shù)的變化率表示平均失效時間MTTF函數(shù)：對于一個時間段，表示若干相鄰失效時間間隔的平均值；對某個時間點(diǎn)，表示到下次失效的期望時間2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/279軟件失效率如果沒有缺陷，軟件失效率為0如果發(fā)現(xiàn)的缺陷能被及時、完全修復(fù)，失效率會趨向0實(shí)際上，發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)會遞增，而糾正一個缺陷會引入更多的缺陷，因而失效率會增加時間失效率硬件軟件（實(shí)際）軟件（理想）2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2710§5.2軟件可靠性度量和建模5.2.1基本概念 軟件可靠性建模過程是根據(jù)軟件過去的故障行為建立軟件可靠性數(shù)學(xué)模型的過程

建模的目的是為了預(yù)計軟件將來的故障行為

建模過程包括以下步驟：通過度量獲得歷史數(shù)據(jù)對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，擬合成概率分布函數(shù)對擬合函數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析確定所期望的可靠性度量值并預(yù)測可能的故障行為2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27115.2.2軟件可靠性度量參數(shù)軟件可靠性R(t)可定義為：在給定條件下，在時間[0,t]內(nèi)，軟件無故障運(yùn)行的概率若用T表示軟件無故障運(yùn)行的時間間隔，F(xiàn)(t)為T的累積分布函數(shù)，則軟件可靠性可表示為：R(t)=1-F(t) t≥0故障率函數(shù)λ(t)為：其中，f(t)為F(t)的函數(shù)密度，即：2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2712λ(t)Δt是在時間[0，t]內(nèi)軟件正常運(yùn)行，在[t,t+Δt]內(nèi)發(fā)生故障的條件概率，可得：密度函數(shù)f(t)、累積分布函數(shù)F(t)、可靠性函數(shù)R(t)和故障率函數(shù)λ(t)緊密相關(guān)，一般可由任一個惟一地確定另外三個，例如若λ(t)給定，則：根據(jù)f(t)或R(t)可計算平均失效時間函數(shù)MTTF，從而預(yù)測故障時間2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27135.2.3軟件可靠性度量模型指數(shù)分布密度函數(shù)為分布函數(shù)為故障率函數(shù)為 （常數(shù)）具有指數(shù)壽命分布的軟件產(chǎn)品（故障率為常數(shù)）沒有老化現(xiàn)象，符合不需要維護(hù)的軟件的運(yùn)行情況2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2714Weibull分布Weibull是更常用的分布，在許多工程領(lǐng)域的可靠性分析中都廣泛應(yīng)用，如軸承磨損、河流泛濫等Weibull分布有兩個參數(shù)α、β（β為1時變?yōu)橹笖?shù)函數(shù)）函數(shù)密度為：分布函數(shù)為：故障率函數(shù)為：2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2715β>1β<1β=1tWeibull分布β=1時變?yōu)橹笖?shù)分布β=2時為Rayleigh分布研究表明，軟件項目的生命周期模式、項目的缺陷移除模式等都很好地符合Rayleigh模型2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2716數(shù)據(jù)收集和分析是度量軟件可靠性的最重要的先決條件，任何可靠性度量的有效性都與數(shù)據(jù)收集的有效性直接相關(guān)，數(shù)據(jù)收集過程必須有計劃、有組織地進(jìn)行與軟件可靠性相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：缺陷數(shù)據(jù)過程數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)：如規(guī)模、功能、性能等§5.3軟件可靠性數(shù)據(jù)收集過程2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27175.3.1缺陷數(shù)據(jù)的收集缺陷數(shù)據(jù)的收集常采用問答、報告形式，即發(fā)放問題報告表格要求有關(guān)人員填寫，收集并分析問題報告表格形成統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢測到的缺陷已記錄的缺陷已評審的缺陷確認(rèn)？結(jié)束缺陷報告采取措施？通過驗(yàn)證？記錄不采取措施的原因記錄糾正驗(yàn)證問題報告NoNoNoYesYesYes2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27185.3.2過程數(shù)據(jù)的收集缺陷數(shù)據(jù)必須與過程融合才有價值，因而過程數(shù)據(jù)也需要收集。通常會將項目的持續(xù)時間作為主要關(guān)心的過程數(shù)據(jù)，但實(shí)際需要更細(xì)分與軟件可靠性測試過程相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：CPU時間：具有與人無關(guān)性，但易忽略人的工作（如評審等）日歷時間：優(yōu)點(diǎn)是易于收集，但沒有考慮階段特征，如某些技術(shù)在某階段更有效運(yùn)行時間：是為測試而運(yùn)行軟件的總時間，也未考慮階段特征其他數(shù)據(jù)：包括平均修復(fù)時間、完成每個過程活動的人數(shù)、軟件生命期各階段所用時間百分比、各階段所消耗的資源數(shù)量、各階段的開始、截止日期、各階段修復(fù)一個缺陷所需的工作量、各功能模塊的缺陷數(shù)，等等2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2719§5.4軟件的運(yùn)行剖面軟件可靠性建模需要具備三個條件：軟件運(yùn)行時間基準(zhǔn)（日歷時間、運(yùn)行時間、CPU時間）軟件運(yùn)行過程收集的數(shù)據(jù)，是建?；A(chǔ)軟件功能和運(yùn)行環(huán)境 軟件運(yùn)行剖面用于定量描述軟件的用戶運(yùn)行環(huán)境，即軟件的功能和各功能的使用概率2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27205.4.1軟件新系統(tǒng)的運(yùn)行剖面不同的運(yùn)行模式下各功能的使用概率不同不同運(yùn)行模式的出現(xiàn)模式也不同運(yùn)行模式1運(yùn)行模式2功能功能使用概率2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2721運(yùn)行剖面對軟件可靠性工程極具價值：可為開發(fā)過程的資源分配提供參考，有利于提高生產(chǎn)率、可靠性和加快開發(fā)速度有利于測試，可確保常用功能獲得更多測試有利于設(shè)計測試用例，以發(fā)現(xiàn)影響可靠性最大的故障根據(jù)功能的使用頻度可確定開發(fā)的優(yōu)先級使功能描述更清晰，便于交流有助于用戶培訓(xùn)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27225.4.2軟件運(yùn)行剖面與可靠性的關(guān)系 軟件可靠性度量、評估和預(yù)測與軟件的某個特定的運(yùn)行剖面密切相關(guān) 軟件測試期間，為節(jié)省時間和成本，通常每個運(yùn)行剖面只測試一次，因而不能反映每個剖面的出現(xiàn)概率，由此獲得的可靠性數(shù)據(jù)也不能反映實(shí)際情況

要將測試期間獲得的可靠性值變換為實(shí)際值，可用以下公式：

其中，λu是實(shí)際的用戶環(huán)境下的故障密度，λT是測試值，C為測試壓縮系數(shù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2723C的含義是：在覆蓋全部輸入空間條件下，使用期間所要求的執(zhí)行時間與測試階段所要求的執(zhí)行時間之比C的計算公式為：其中， τk為輸入狀態(tài)k運(yùn)行時的執(zhí)行時間

Pk為輸入狀態(tài)k在運(yùn)行期間的發(fā)生概率

QI為輸入狀態(tài)總數(shù)

Pmin為最少發(fā)生的輸入狀態(tài)的概率2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2724

5.4.3軟件運(yùn)行剖面的建立運(yùn)行剖面是關(guān)于系統(tǒng)如何運(yùn)行的定量描述，建立步驟為：建立客戶剖面：分類描述要獲取該系統(tǒng)的客戶的使用模式建立用戶剖面：分類描述要使用該系統(tǒng)的用戶的使用模式定義系統(tǒng)模式剖面：根據(jù)執(zhí)行過程描述系統(tǒng)運(yùn)行模式確定功能剖面：劃分功能并確定各功能的發(fā)生概率確定運(yùn)行剖面：確定系統(tǒng)各運(yùn)行模式的發(fā)生概率2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2725§5.5軟件可靠性模型及應(yīng)用

軟件可靠性建模是軟件可靠性工程的研究重點(diǎn)5.5.1與軟件可靠性模型有關(guān)的問題歷史背景 20世紀(jì)70年代，Telinski、Moranda、Shooman等人提出了軟件可靠性建模的問題，并使用建立的模型估計軟件現(xiàn)在和未來的可靠性

經(jīng)近40年的發(fā)展，軟件可靠性模型已有很多種2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2726軟件可靠性模型的分類 Musa、Okumoto根據(jù)模型的5個特征進(jìn)行分類：時間域（timedomain）：日歷時間、執(zhí)行時間或CPU時間類別（Category）：軟件在無限的時間內(nèi)可能經(jīng)歷的故障數(shù)是有限的還是無限的型（Type）：軟件在運(yùn)行時間t時的失效數(shù)分布分類種類（Class）：故障密度對時間的函數(shù)分布（僅對有限故障類）族（Family）：故障密度對它的期望故障數(shù)的函數(shù)分布（僅對無限故障類）2023/7/27www.china-onlineclass有限故障數(shù)模型種類型泊松分布二項式分布其他指數(shù)分布Mussa（1975）MorandaSchneidewindGoel-OkumotoJelinski-MorandaShoomanGoel-OkumotoMussaKeiller-LittlewoodWeibull分布Schick-wolvertonWagonerC1分布Schick-wolverton帕雷多分布LittlewoodGamma分布Y-O-O無限故障數(shù)模型族型T1T2T3泊松分布幾何分布MorandaMussa-Okumoto線性倒數(shù)Littlewood-Verrall二次多項式倒數(shù)Littlewood-Verrall冪Crow有限故障數(shù)模型種類型泊松分布二項式分布其他指數(shù)分布Mussa2023/7/27285.5.2軟件可靠性模型參數(shù)與軟件可靠性模型相關(guān)的參數(shù)有：ETF：軟件中固有缺陷數(shù)，是固定的ETV：同上，是變化的，在開發(fā)、維護(hù)過程中隨時添加EC(t)：某時刻已糾正的缺陷數(shù)ED(t)：某時刻已發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)P：在修正缺陷過程中測試的循環(huán)次數(shù)，常假定

P=ED(t)=EC(t)EC(p)：直到第p次測試才修正的缺陷數(shù)λ0：起始故障率λp：當(dāng)前故障率θ：故障率的變化τ：累計執(zhí)行時間α：增長率N：測試用例運(yùn)行總數(shù)S：成功的測試用例運(yùn)行總數(shù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27296.5.3軟件可靠性模型Musa模型基本模型假設(shè)：①每個缺陷對故障率的貢獻(xiàn)是相同的；②每修正一個缺陷故障率均勻地減少，即故障率對時間的導(dǎo)數(shù)是常數(shù)；③軟件固有的故障總數(shù)是有限的，但不固定，即修正缺陷時可能產(chǎn)生新缺陷Musa模型：2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2730

利用基本模型可估計要達(dá)到某可靠性目標(biāo)還必須要發(fā)現(xiàn)（檢測出）的缺陷數(shù)和需要的時間，有助于計劃人力和時間

設(shè)要達(dá)到的可靠性目標(biāo)為λf，則需發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)Nf為： 為達(dá)到這一目標(biāo)所需時間Tf為：當(dāng)前已檢測出的累積缺陷數(shù)為達(dá)到故障率目標(biāo)或MTTF目標(biāo)必須要檢出的累計缺陷數(shù)為達(dá)到目標(biāo)還需檢測出的缺陷數(shù)為達(dá)到目標(biāo)需要的時間測試時間已檢出的累計缺陷數(shù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2731對數(shù)模型假設(shè)：①每個缺陷對故障率的貢獻(xiàn)不同；②常用的功能的缺陷可及早被檢出，故障率的變化隨時間減少；③軟件固有的故障總數(shù)是無限的Musa模型：Nf和Tf為：2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2732Goel-Okumoto模型假設(shè)：缺陷對時間的分布是非時對齊的，即發(fā)現(xiàn)的缺陷不一定會立即消除（適用于開發(fā)早期）基本模型：其中，ab為常數(shù)，與單位時間內(nèi)發(fā)生的缺陷有關(guān)可得：修正模型：故障密度函數(shù)為Weibull分布2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27335.5.4軟件可靠性模型的適用條件模型假設(shè)適用階段難易度Mussa基本模型①優(yōu)先固有缺陷數(shù)②常數(shù)故障率③指數(shù)分布集成測試后EMussa對數(shù)模型①無限固有缺陷數(shù)②對數(shù)分布③故障率隨時間變化單元測試到系統(tǒng)測試EGoel-Ukumoto①非時齊缺陷分布②缺陷可能因修復(fù)而產(chǎn)生③指數(shù)、Weibull分布集成測試后M2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2734§5.6軟件可靠性測試5.6.1軟件測試的類型與軟件可靠性相關(guān)的測試主要是動態(tài)測試單元測試：對匯編單元進(jìn)行測試集成測試：對匯編單元接口的測試驗(yàn)收測試：驗(yàn)收并確認(rèn)實(shí)現(xiàn)了所有需求回歸測試：對與修正的缺陷的軟件部件的再測試2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27355.6.2軟件可靠性測試方法利用在其他測試中的數(shù)據(jù)收集來檢驗(yàn)軟件可靠性的測試基本步驟是：仔細(xì)研究開發(fā)過程和軟件問題報告確定使用那些或那個模型來度量軟件可靠性執(zhí)行一種有效的方法來收集問題報告缺陷數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，收集集成測試期間及以后的數(shù)據(jù)按照模型規(guī)定的原理和方法，將數(shù)據(jù)輸入選定的模型，直接估計軟件可靠性或間接地估計與其有關(guān)的參數(shù)根據(jù)估計結(jié)果進(jìn)行決策：軟件能否被釋放（發(fā)布）？是否需要增加測試時間以達(dá)到可靠性目標(biāo)？如果需要，還需要多少時間？2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2736Beta測試 可以直接反映可靠性水平系統(tǒng)軟件證明測試 在要求時間內(nèi)、在實(shí)際的使用環(huán)境中運(yùn)行系統(tǒng)，不對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，收集發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)，以決定整個系統(tǒng)能否通過可靠性測試基于測試時間的軟件證明測試 在相對較長時間內(nèi)對軟件的運(yùn)行進(jìn)行軟件證明測試基于測試輸入的軟件證明測試 只針對特定的測試用力進(jìn)行軟件證明測試2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2737軟件證明測試方法測試前，先由測試者和用戶共同確定以下三個參數(shù)：用戶風(fēng)險因子α：是由用戶承擔(dān)的軟件可靠性未達(dá)目標(biāo)而通過測試的風(fēng)險生產(chǎn)者風(fēng)險因子β：是由開發(fā)者承擔(dān)的可靠性已達(dá)目標(biāo)而未被接受的風(fēng)險鑒別因子γ：是最大可接受的失效密度和失效密度目標(biāo)的比值2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2738確定可靠性測試判定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)已確定的三個參數(shù)繪制軟件可靠性證明測試判定圖確定拒絕線和接受線規(guī)格化是指將測試時間或測試用例數(shù)乘以故障率目標(biāo)值規(guī)格化的測試時間或測試輸入在測試期間發(fā)現(xiàn)的累計缺陷數(shù)測試通過測試未完測試失敗接受線拒絕線2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2739測試開始后，失效發(fā)生時，將對應(yīng)的累計故障數(shù)和測試時間或測試用例數(shù)在圖中標(biāo)出判定測試結(jié)果：通過或失敗都表示測試結(jié)束，若測試未完成，則繼續(xù)測試注：基于測試用例的證明測試具有隨機(jī)性，不同測試可能得到不同結(jié)果，為此可采用模塊化方法選擇測試用例，以保證測試的客觀性2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27405.6.3軟件可靠性測試的實(shí)施過程1、概述軟件可靠性測試有兩類：開發(fā)測試：包括性能測試、加載測試、回歸測試，目的是發(fā)現(xiàn)和修正單元及其集成的缺陷確認(rèn)測試：一般只進(jìn)行加載測試，目的是為了確定軟件部件或系統(tǒng)是否被接受 對于軟件可靠性建模，開發(fā)測試收集的是分組數(shù)據(jù)，是不完整的，而確認(rèn)測試獲得的是完全數(shù)據(jù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2741軟件可靠性測試過程模型 開發(fā)業(yè)務(wù)剖面是軟件可靠性測試的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)榭煽啃阅繕?biāo)與業(yè)務(wù)剖面關(guān)系密切軟件可靠性目標(biāo)開發(fā)系統(tǒng)業(yè)務(wù)剖面準(zhǔn)備測試軟件可靠性定量評估軟件可靠性模型執(zhí)行測試收集、整理故障數(shù)據(jù)對比需求與構(gòu)造設(shè)計和實(shí)現(xiàn)集成測試和確認(rèn)測試接受或拒絕2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27423、測試的目的

通過在規(guī)定的業(yè)務(wù)剖面下運(yùn)行軟件系統(tǒng)，確認(rèn)是否能夠完成于業(yè)務(wù)剖面相關(guān)的任務(wù)：正確地完成規(guī)定的功能滿足性能要求不完成沒有規(guī)定的功能提供運(yùn)行中的故障數(shù)據(jù)4、用戶責(zé)任用戶要參與軟件測試：規(guī)定測試要求，如測試條件和環(huán)境評審和批準(zhǔn)測試程序評審和批準(zhǔn)每一需求的認(rèn)證方法和技術(shù)提供測試環(huán)境和人員要球組織獨(dú)立的測試組織2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27435、測試的準(zhǔn)備和執(zhí)行

測試準(zhǔn)備：準(zhǔn)備測試用例、測試程序并決定要使用的自動化測試工具 測試用例設(shè)計須考慮可靠性定量要求和成本及效率，測試用例的數(shù)量和類型選擇要與業(yè)務(wù)剖面及發(fā)生概率一致，且考慮到隨機(jī)性 測試程序與特定的業(yè)務(wù)剖面相關(guān)，要考慮發(fā)生概率

測試執(zhí)行：從性能測試開始進(jìn)行加載測試，要考慮業(yè)務(wù)剖面和運(yùn)行模式已分配執(zhí)行時間和測試用例

測試執(zhí)行過程需進(jìn)行故障識別，記錄故障發(fā)生時間和嚴(yán)重性

對于發(fā)現(xiàn)的故障，需要填寫故障報告：引發(fā)故障的缺陷什么時候、在那里出現(xiàn)？原因是什么？如何定位？什么時候該定位被確認(rèn)？要進(jìn)行的修改有哪些？2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27446、測試結(jié)果的應(yīng)用

用戶根據(jù)測試結(jié)果評估可靠性并進(jìn)行決策 開發(fā)者由此產(chǎn)生軟件更新需求，或者改進(jìn)過程和設(shè)計7、需要注意的問題測試人員獨(dú)立于開發(fā)者的程度將影響測試結(jié)果測試時間計劃不周會導(dǎo)致在開發(fā)過程后期發(fā)現(xiàn)缺陷的風(fēng)險增加測試等級及相應(yīng)的測試時間分配選擇不得將不能保證在不犧牲質(zhì)量的前提下降低成本測試工具的選擇將影響測試效率和完整性2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2745§5.7軟件故障數(shù)據(jù)的趨向性分析5.7.1趨向性分析的含義及作用

軟件可靠性建模的基礎(chǔ)是測試數(shù)據(jù)，但由于不同的可靠性模型基于的假設(shè)不同，導(dǎo)致可靠性分析方法的離散性，原因主要是：軟件的自然特征及相應(yīng)的失效數(shù)據(jù)是離散的所采用的開發(fā)方法和確認(rèn)方法不同數(shù)據(jù)收集的組織有差別分析的目的、要求各種各樣

軟件可靠性模型的有限假設(shè)和故障數(shù)據(jù)的離散性是矛盾的，K.Kanoun于1997年提出的趨向性分析方法用于揭示軟件可靠性隨時間的演化趨勢，實(shí)踐證明具有很高的實(shí)用性2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/27465.7.2軟件故障數(shù)據(jù)工程模型軟件故障數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)過濾數(shù)據(jù)分割壽命期分類數(shù)據(jù)按部件分類數(shù)據(jù)故障嚴(yán)重性分類數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計可靠性評估可靠性度量描述性分析趨向性分析模型應(yīng)用2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2747數(shù)據(jù)收集收集的故障數(shù)據(jù)包括：表征產(chǎn)品本身、開發(fā)過程及使用環(huán)境的數(shù)據(jù)，如軟件規(guī)模、語言、功能、確認(rèn)和驗(yàn)證方法、使用工具、加載等與故障及其修正相關(guān)的數(shù)據(jù)，如故障發(fā)生時間、故障特征、故障影響結(jié)果、缺陷類型、缺陷位置等數(shù)據(jù)過濾對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和過濾，需濾出的數(shù)據(jù)有：與軟件無關(guān)的外在數(shù)據(jù)錯誤的或虛假的問題報告重復(fù)數(shù)據(jù)2023/7/27www.china-onlineclass2023/7/2748數(shù)據(jù)分割根據(jù)需求將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，可使分析更具體分割方法包括：根據(jù)故障的嚴(yán)重性等級分割根據(jù)生命期階段分割根據(jù)缺陷所在的軟件部件分割數(shù)據(jù)工程分析根據(jù)工程應(yīng)用不同，對分割的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的分析：描述性分析：基于統(tǒng)計原理，用圖、表進(jìn)行綜合，以識別最有用的現(xiàn)象，如故障的發(fā)生條件與嚴(yán)重性的關(guān)系等，與可靠性評估沒有直接關(guān)系，有利于設(shè)計和開發(fā)趨向性分析：分析可靠性隨時間的變化趨勢，有助于評估可